kuat geser dan kuat tarik belah tanah lempung … · tinjauan pustaka dan landasan teori ......

7
Geoteknik Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013 G - 69 KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG YANG DISTABILISASI DENGAN LIMBAH KARBIT DAN ABU SEKAM PADI (084G) Willis Diana Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Email: [email protected] ABSTRAK Limbah kalsium karbit (calcium carbide residue/CCR) dan abu sekam padi (Rice Hush Ash/RHA) sangat potensial digunakan sebagai bahan penstabilisasi karena menggandung unsur kalsium (Ca(OH) 2 ) dan silika (SiO 2 ), reaksi pozolanik keduanya akan menghasilkan material sementasi, sehingga dapat menggantikan portland semen sebagai bahan penstabilisasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan limbah kalsium karbit dan abu sekam padi terhadap parameter kuat geser dan kuat tarik belah tanah. Persentase bahan penstabilisasi (limbah kapur karbit) yang diperlukan ditentukan dengan metode CCR fixation point dari pengujian indeks (uji plastisitas). Hasil pengujian CCR fixation point didapatkan persentase limbah kalsium karbit yang diperlukan 8% dari berat tanah. Perbandingan CCR:RHA yang digunakan adalah 30%CCR:70%RHA, 50% CCR:50%RHA dan 70%CCR;30%RHA. Tanah yang distabilisasi dengan semen digunakan sebagai benda uji kontrol. Untuk memperoleh parameter kuat geser dilakukan pengujian triaksial unconsolidated undrained (UU), sedangkan untuk kuat tarik belah dilakukan tensile splitting test (brazilian test). Hasil Pengujian triaksial didapatkan bahwa tegangan deviatorik tertinggi dicapai pada campuran 50%CCR:50%RHA, yaitu sebesar 62,4 kg/cm 2 ; 70,5 kg/cm 2 ; 86,5 kg/cm 2 ; 100,4 kg/cm 2 ; masing-masing untuk tekanan sel 1 kg/cm 2 ; 2 kg/cm 2 ; 3 kg/cm 2 ; 4 kg/cm 2 . Parameter kuat geser yang dihasilkan pada campuran 50% CCR:50%RHA adalah kohesi (c) 4,42 kg/cm 2 dan sudut gesek internal (Ø) 45,64 o . Kuat tarik belah optimal diperoleh pada komposisi campuran 50%CCR : 50%RHA, yaitu sebesar 153,50 kPa. Kuat tarik belah tanah yang distabilisasi dengan 50%CCR: 50%RHA, dua kali lebih besar dibandingkan kuat tarik belah tanah tanpa stabilisasi dan lebih tinggi 84% dibandingkan tanah yang distabilisasi dengan semen. Kata Kunci: stabilisasi tanah, limbah kalsium karbit, abu sekam padi, kuat geser, kuat tarik belah 1. PENDAHULUAN Stabilisasi adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, atau dapat pula berarti usaha untuk merubah atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah tertentu agar memenuhi syarat teknis tertentu (Hardiyatmo, 2010). Bahan tambah (additives) untuk stabilisasi adalah bahan yang bila ditambahkan kedalam tanah dengan perbandingan yang tepat akan memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, seperti kekuatan, tekstur, workability dan plastisitas. Bahan tambah yang biasa digunakan untuk perbaikan tambah antara lain, semen, kapur, abu terbang, abu sekam padi, atau campuran antara dua atau tiga bahan tambah tsb. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan bahan tambah antara lain; jenis tanah, jenis struktur yang distabilisasi, kekuatan yang akan diperoleh, pertimbangan lingkungan dan ekonomi. Maksud penelitian ini adalah untuk mengkaji pemanfaatan bahan limbah (limbah kapur karbit dan limbah pertanian (abu sekam padi)) sebagai bahan pengganti semen dalam proses stabilisasi tanah. Tinjauan dilakukan untuk mengetahui kekuatan geser tanah dengan melakukan pengujian triaksial unconsolidated undrained (UU) dan uji tarik belah. 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI Limbah kapur (calsium carbide residu/CCR) adalah bahan sisa dari industri pengolahan gas asitilena (acetylene). Kalsium karbit (CaC 2 ) diperoleh dari reaksi kimia antara kapur dari proses pembakaran batu kapur dan arang batu. Limbah kapur karbit CCR (Ca(OH) 2 ) diperoleh dari reaksi CaC 2 dan air (H 2 O) untuk membentuk gas asitilena (C 2 H 2 ), reaksi pembentuk CCR sebagai berikut (Jaturapitakkul dan Roongreung; 2003, Makaratat, dkk, 2010: Somna, dkk, 2011; Kampala dan Horpibulsuk, 2013; Horpibulsuk, dkk, 2012) CaC 2 +H 2 O→C 2 H 2 + Ca(OH) 2 ......................................................................................................................................(1)

Upload: phungtuyen

Post on 17-Mar-2019

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG … · TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan beton yang tidak

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013 G - 69

KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG YANGDISTABILISASI DENGAN LIMBAH KARBIT DAN ABU SEKAM PADI

(084G)

Willis Diana

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah YogyakartaEmail: [email protected]

ABSTRAK

Limbah kalsium karbit (calcium carbide residue/CCR) dan abu sekam padi (Rice Hush Ash/RHA)sangat potensial digunakan sebagai bahan penstabilisasi karena menggandung unsur kalsium(Ca(OH)2) dan silika (SiO2), reaksi pozolanik keduanya akan menghasilkan material sementasi,sehingga dapat menggantikan portland semen sebagai bahan penstabilisasi. Penelitian ini bertujuanuntuk mengetahui pengaruh penambahan limbah kalsium karbit dan abu sekam padi terhadapparameter kuat geser dan kuat tarik belah tanah. Persentase bahan penstabilisasi (limbah kapurkarbit) yang diperlukan ditentukan dengan metodeCCR fixation point dari pengujian indeks (ujiplastisitas). Hasil pengujianCCR fixation point didapatkan persentase limbah kalsium karbit yangdiperlukan 8% dari berat tanah. Perbandingan CCR:RHA yang digunakan adalah30%CCR:70%RHA, 50% CCR:50%RHA dan 70%CCR;30%RHA. Tanah yang distabilisasi dengansemen digunakan sebagai benda uji kontrol. Untuk memperoleh parameter kuat geser dilakukanpengujian triaksialunconsolidated undrained (UU), sedangkan untuk kuat tarik belahdilakukantensile splitting test (brazilian test). Hasil Pengujian triaksial didapatkan bahwa tegangan deviatoriktertinggi dicapai pada campuran 50%CCR:50%RHA, yaitu sebesar 62,4 kg/cm2; 70,5 kg/cm2; 86,5kg/cm2; 100,4 kg/cm2; masing-masing untuk tekanan sel 1 kg/cm2; 2 kg/cm2; 3 kg/cm2; 4 kg/cm2.Parameter kuat geser yang dihasilkan pada campuran 50% CCR:50%RHA adalah kohesi (c) 4,42kg/cm2 dan sudut gesek internal (Ø) 45,64o. Kuat tarik belah optimal diperoleh pada komposisicampuran 50%CCR : 50%RHA, yaitu sebesar 153,50 kPa. Kuat tarik belah tanah yang distabilisasidengan 50%CCR: 50%RHA, dua kali lebih besar dibandingkan kuat tarik belah tanah tanpastabilisasi dan lebih tinggi 84% dibandingkan tanah yang distabilisasi dengan semen.

Kata Kunci: stabilisasi tanah, limbah kalsium karbit, abu sekam padi, kuat geser, kuat tarik belah

1. PENDAHULUAN

Stabilisasi adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, atau dapatpula berarti usaha untuk merubah atau memperbaiki sifat-sifat teknis tanah tertentu agar memenuhi syarat teknistertentu (Hardiyatmo, 2010). Bahan tambah (additives) untuk stabilisasi adalah bahan yang bila ditambahkankedalam tanah dengan perbandingan yang tepat akan memperbaiki sifat-sifat teknis tanah, seperti kekuatan, tekstur,workability dan plastisitas. Bahan tambah yang biasa digunakan untuk perbaikan tambah antara lain, semen, kapur,abu terbang, abu sekam padi, atau campuran antara dua atau tiga bahan tambah tsb. Faktor-faktor yangmempengaruhi pemilihan bahan tambah antara lain; jenis tanah, jenis struktur yang distabilisasi, kekuatan yang akandiperoleh, pertimbangan lingkungan dan ekonomi.

Maksud penelitian ini adalah untuk mengkaji pemanfaatan bahan limbah (limbah kapur karbit dan limbah pertanian(abu sekam padi)) sebagai bahan pengganti semen dalam proses stabilisasi tanah. Tinjauan dilakukan untukmengetahui kekuatan geser tanah dengan melakukan pengujian triaksialunconsolidated undrained (UU) dan ujitarik belah.

2. TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Limbah kapur (calsium carbide residu/CCR) adalah bahan sisa dari industri pengolahan gas asitilena (acetylene).Kalsium karbit (CaC2) diperoleh dari reaksi kimia antara kapur dari proses pembakaran batu kapur dan arang batu.Limbah kapur karbit CCR (Ca(OH)2) diperoleh dari reaksi CaC2 dan air (H2O) untuk membentuk gas asitilena(C2H2), reaksi pembentuk CCR sebagai berikut (Jaturapitakkul dan Roongreung; 2003, Makaratat, dkk, 2010:Somna, dkk, 2011; Kampala dan Horpibulsuk, 2013; Horpibulsuk, dkk, 2012)

CaC2+H2O→C2H2 + Ca(OH)2......................................................................................................................................(1)

Page 2: KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG … · TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan beton yang tidak

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

G - 70 Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

Abu sekam padi (rice husk ash/RHA) adalah sisa pembakaran sekam padi yang diperoleh dari hasil penggilinganpadi. RHA mengandung Si02 dalam jumlah yang besar dan kebanyakan dalam bentuk amrphous sehinggadigolongkan sebagai material pozolan. Material pozalan adalah material yang mengandung silika atau mengandungsilika dan alumina. Secara umum pozolan hanya memiliki sedikit atau tidak mempunyai sifat sementasi, tetapi jikamaterial pozalan berukuran sangat halus dan adanya air, dapat bereaksi dengan Ca(OH)2 pada suhu ruangan untukmembentuk sifat seperti semen (sementasi) (Jaturapitakkul dan Roongreung; 2003)..

Reaksi kapur karbit, tanah dan bahan abu sekam akan menghasilkan calsium silicate hydrate (CSH), dan calsiumaluminate hydrate (CAH), CSH dan CAH adalah material sementasi dan yang berkontribusi meningkatkankekuatan.

Jaturapitakkul dan Roongreung; 2003, menggunakan campuran limbah kapur karbit dan abu sekam padi sebagaipengganti semen pada mortar, rasio CCR:RHA yang menghasilkan kuat tekan tertinggi adalah 50%CCR:50RHAyaitu sebesar 15,6 Mpa dengan waktu perawatan 28 hari, dan 19,1 Mpa dengan waktu perawatan 180 hari.Berdasarkan hasil penelitian, material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan betonyang tidak memerlukan kuat tekan tinggi.

Somna, dkk, 2011 meneliti struktur mikro dari CCR dan Ground Fly Ash (GFA) dengan menggunakan teknikscaning electron microscopy (SEM), X-Ray diffractrometry (XRD) danFourier transform infrared (FTIR). HasilSEM dan XRD dari pasta CCR-GFA dihasilkancalsium silicate hydrate (CSH) dalam bentuk Ca5(SiO4)2(OH)2.Komponen baru ini juga ditemukan dengan analisis FTIR. CSH yang dihasilkan diperoleh dari reaksi SiO2 dari GFAdan Ca(OH)2 dari CCR. Reaksi kimianya serupa dengan reaksi pozolanik. Adanya unsur CSH meningkatkankekuatan tekan pasta. Kekuatan tekan semua sampel meningkat dengan bertambahnya waktu perawatan dan hampirkonstan pada umur 42 hari.

Makaratat, dkk, 2010 mengunakan limbah kapur karbit (CCR) dan Fly Ash (FA) sebagai bahan ikat pada beton danmeneliti pengaruhnya terhadap sifat mekanik beton. Rasio berat CCR:original fly ash (OF) atau ground fly ash (GF)yang digunakan sebagai bahan ikat pengganti semen adalah 30:70. Hasil penelitian menunjukan, tanpamenggunakan semen, bahan ikat baru (campuran CCR dan OF atau GF) menghasilkan kuat tekan 28,4 dan 33,5Mpa pada umur 28 dan 90 hari. Beton dengan menggunakan bahan ikat CCR-OF atau CCR-GF memiliki waktu ikatawal (initial setting time) dan final setting time yang lebih lama dibandingkan dengan beton normal. Campuranlimbah kalsium karbit (CCR) danfly ash dapat digunakan sebagai bahan ikat baru untuk beton, mengurangipenggunaan produk semen portland dan mengurangi limbah kapur karbit.

Horpibulsuk, dkk, 2012 menyelidiki kemungkinan penggunaan campuran CCR dan FA untuk memperbaikikekuatan dari tanah lempung berlanau. Pengujian struktur mikro mineral menggunakan pengujian SEM danpengujian kekuatan menggunakan uji tekan bebas. Hasil pengujian menunjukan penambahan CCR menurunkanspecific gravity, plastisitas, berat volume kering maksimum dan kadar air optimum pada pengujian pemadatan.Untuk berbagai rasio CCR:FA, kekuatan maksimum diperoleh pada saat kadar air optimum. Perubahan kekuatandibedakan menjadi tiga zona, yaitu zona aktif,inert dandetoerioration. Pada zona aktif, kekuatan meningkat denganmeningkatnya kandungan CCR untuk semua rasio CCR:FA. Penambahan FA (sebagai pengganti CCR) tidakmeningkatkan kekuatan secara signifikan sebab penambahan Ca(OH)2 digunakan oleh material pozalan alami tanahuntuk membentuk reaksi pozolanik. Zona aktif dapat ditentukan dengan metodeCCR fixation point yang dapatdiperoleh dengan pengujian indeks sederhana (pengujian indeks plastisitas). Pada penelitian ini digunakan kadarCCR 7%. FA sebagai pengganti CCR efektif pada kandungan CCR lebih besar dari kandungan CCR zona aktif,ketika material pozolan alami tidak mencukupi untuk bereaksi dengan Ca (OH)2.

Kampala dan Harpibulsuk, 2013 meneliti sifat teknik dari lempung berlanau yang distabilisasi dengan limbah kapurkarbit (CCR). Kadar CCR yang diperlukan untuk stabilisasi ditentukan dengan CCR fixation point. CCR fixationpoint menunjukan kapasitas lempung untuk menyerap ion Ca2+ dan bereaksi dengan Ca(OH)2. Kadar air optimumdigunakan untuk membuat campuran lempung berlanau dan CCR. Kadar air yang lebih kecil dari kadar air optimumtidak mencukupi untuk terjadinya reaksi pozolanik. Tanah yang distabilisasi dengan CCR memiliki kekuatan yanglebih besar dibandingkan dengan yang distabilisasi dengan kapur. Hal ini disebabkan karena CCR mengandungmaterial pozolanik (SiO2, Al2O3, dan Fe2O3) sekitar 12,3%. Penggunaan CCR sebagai bahan tambah stabilisasi jugalebih baik ditinjau dari segi teknik, ekonomi, dan lingkungan.

3. METODE PENELITIAN

Bahan Penelitian

Tanah yang digunakan berasal dari kasihan, Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Menurut sistemklasifikasi USCS termasuk tanah lempung plastisitas tinggi dengan simbol CH, dengan indeks plastisitas

Page 3: KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG … · TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan beton yang tidak

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013 G - 71

32,8%. Pengujian standard proctor didapatkan berat unit kering maksimum (maximum dry density MDD)13,1 kN/m3 dan kadar air optimum (optimum moisture content OMC) 23,8%. Sifat Geoteknik tanahseperti Tabel 1.

Tabel 1. Sifat-sifat geoteknik tanah

Parameter NilaiBerat Jenis Gs 2,59Ukuran butir tanahPasir (19,05mm-75μm)

Lanau (75-2μm)

Lempung(<2μm)

D50

14%65%21%27μm

Batas atterbergBatas cair (LL)Batas plastisIndeks plastisitas

73%40%32%

Klasifikasi USCS CHPemadatan standard proctorMDDOMC

13,1 kN/m3

28,3%Kuat tekan bebas 175,3 kPaKuat geser (triaksial UU)Kohesi (c)Sudut gesek internal (Ø)

57,27 kg/cm214,55o

Abu sekam padi yang dgunakan merupakan sisa pembakaran sekam padi untuk bahan bakar pembuatan batu bata didaerah Gamping, Sleman, berwarna abu-abu, sebelum digunakan disaring dengan saringan nomor 200. Limbahkapur karbit (CCR) yang digunakan diperoleh dari sisa industri gas asetilena di Sedayu, Bantul. Sifat fisika dankimia abu sekam padi (RHA) dan limbah kapur karbit (CCR) seperti Tabel 2. Sebelum digunakan CCR di keringkandalam oven selama 24 jam dengan suhu 40oC.

Tabel 2. Sifat-sifat fisika dan komposisi kimia RHA dan CCR

Komponen RHA CCWSifat-sifat fisikaBerat jenisBerat tertahansaringan 45-μm(%)

2,165,13

2,025,25

Komponen kimia (%)Al 2O3

CaOFe2O3

MgONa2OK2OSiO2

SO3

1,170,480,980,130,221,5487,680,39

8,9558,000,110,100,010,032,310,21

Kadar CCR yang diperlukan diperoleh dengan metodeCCR fixation point, dengan melakukan pengujianindeks plastisitas, penentuan kadar CCR yang diperlukan ditentukan dimana penambahan kadar limbahkarbit selanjutnya, indeks plastisitas tanah relatif tetap. Dari pengujian diperoleh hasil kadar limbahkarbit sebesar 3% dapat dilihat pada Gambar 1. Untuk di lapangan biasanya kadar limbah karbit yangdipakai ditambah 3 - 5%, sehingga digunakan kadar limbah karbit 8%. Dari 8% kadar CCR yangdiperlukan, ditambahkan RHA dengan perbandingan terhadap CCR sebesar 30%, 50%, 70%. Sehinggakomposisi campuran menjadi; 30CCR:70RHA, 50CCR:50RHA, dan 70CCR:30RHA.

Page 4: KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG … · TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan beton yang tidak

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

G - 72 Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

K adar K arb it (% )

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Inde

ks P

last

isita

s, P

I (%

)

0

10

20

30

40

Gambar 1. Kadar CCR yang diperlukan denganCCR fixation point

Pembuatan Benda Uji

Benda uji triaksial dibuat berbentuk silinder dengan ukuran tinggi (L)=76 mm, diameter (D)=38 mm. Benda ujidicetak dengan kepadatan maksimum dan kadar air optimum yang sebelumnya telah didapat dari pengujian proctorstandar. Untuk pengujian tarik belah digunakan benda uji dengan ukuran D=50 mm, dan L=100 mm. Komposisicampuran tanah, CCR, RHA seperti Tabel 3. Pengujian triaksial dan pengujian tarik belah dilakukan setelah bendauji umur 7 hari.

Tabel 3. Rancangan campuran tanah, limbah karbit(CCR), abu sekam padi (RHA)

Campuran benda ujiPersen campuran (%)

Tanah CC RHA Semen AirTanpa stabilisasi 100 0 0 0 23,8Tanah + semen 92 0 0 8 23,8Tanah +(30 CCR:70 RHA) 73,4 8 18,6 0 23,8Tanah + (50 CCR:50 RHA) 84 8 8 0 23,8Tanah + (70 CCR:30 RHA) 88,6 8 3,4 0 23,8

Pengujian Triaksial UU

Tekanan sel (σ3) diberikan melalui tekanan air yang diberikan kedalam tabung sel triaksial. Tekanan sel yangditerapkan 1 kg/cm2, 2 kg/cm2, 3 kg/cm2, dan 4 kg/cm2. Tegangan deviator (∆σd) diberikan dengan caramenggerakan piston beban (beban aksial) hingga benda uji mengalami keruntuhan (∆σdf). Kecepatan pembebananadalah 0,12 mm/menit. Tegangan deviator pada setiap interval deformasi atau regangan dihitung dengan persamaan(2).

∆σd=σ1-σ3=P/A.............................................................................................................................................................(2)

Dengan A=luas penampang terkoreksi A=A0/(1-ε) dengan A0= luas penampang awal, ε=regangan aksial.

Tegangan utama mayor (σ1f) dan minor (σ3f) pada saat keruntuan dihitung dengan persamaan (3)

σ3f= σ3

σ1f= σ3f+∆σdf ................................................................................................................................................................(3)

dengan,∆σdf= adalah tegangan deviator saat keruntuhan.

Pengujian Tarik Belah

Uji kuat tarik belah (split tensile test) digunakan untuk menentukan besarnya kuat tarik (tensile strength) dari bendauji silinder. Uji kuat tarik belah dilakukan setelah benda uji berumur 7 hari dengan mesin uji tekan bebas sesuaistandar ASTM C496. Terlebih dahulu benda uji dipasang pada alat tekan dengan posisi horizontal. Plat tekan diatursedemikian sehingga bersentuhan dengan benda uji atau plat tepat berada di sisi benda uji. Plat atas dan bawahdiberikan landasan tipis supaya tekanan yang diberikan alat uji terbagi merata ke seluruh permukaan benda uji.

Page 5: KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG … · TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan beton yang tidak

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013 G - 73

Setelah terpasang, jarum pembebanan serta 3 jarum penunjuk penurunan dipasang pada angka nol (satu jarumpenurunan di pasang di bagian atas plat, dua jarum penurunan dipasang di sisi kiri dan kanan benda uji). Setelahmesin dihidupkan, pembacaan data dilakukan tiap 10 detik untuk masing-masing jarum penunjuk (jarum penunjukpembebanan dan jarum penunjuk penurunan). Pengujian dihentikan setelah benda uji mengalami retak atau jarumpenunjuk pembebanan mengalami penurunan. Pembebanan maksimum yang ditunjukkan jarumproving ring saatruntuh dan sesaat sebelum jarum penunjuk mengalami penurunan ditentukan sebagai Pmax yang kemudian dianalisissehingga mendapatkan hasil uji kuat tarik belah. Menurut ASTM C496 nilai kuat tarik belah tersebut dihitungdengan menggunakan Persamaan (4) :

π............................................................................................................................................................(4)

dengan :

T = kuat tarik (kPa),Pmax = pembebanan maksimum (N),L = panjang rata-rata benda uji(mm),D = diameter benda uji (mm)

Gambar 2. Mesin Penekan untuk Uji Tarik Belah

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengujian Triaksial

Tabel 4 menampilkan ringkasan hasil pengujian triaksial UU. Dari Tabel 4 diperoleh bahwa tegangan deviatoriktertinggi dicapai pada campuran 50%CCR:50%RHA yaitu masing-masing 62,4 kg/cm2, 70,5 kg/cm2, 86,5 kg/cm2,100,4 kg/cm2, untuk masing masing tegangan sel 1 kg/cm2, 2 kg/cm2, 3 kg/cm2, 4 kg/cm2.

Tabel 4. Hasil Uji Triaksial UU

Campuran ∆σdf (kg/cm2) pada tekanan sel Ø (deg) c ( kg/cm2)

1 kg/cm2 2 kg/cm2 3 kg/cm2 4 kg/cm2

Tanah asli 34,68 29,48 33,4 42,3 14,55 57,27semen 11,72 14,53 24,91 - 42,58 0,1070%CCR:30%RHA 43,4 51,1 61,3 72,5 43,29 4,2350%CCR;50%RHA 62,4 70,5 86,5 100,4 45,64 4,4230%CCR:70%RHA 46,4 57,5 71,0 89,5 46,12 2,62

Page 6: KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG … · TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan beton yang tidak

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

G - 74 Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

Secara umum dengan penambahan bahan stabilisasi, baik semen maupun campuran CCR dan RHA parameter kuatgeser tanah yang berupa sudut gesek internal (Ø) meningkat dan kohesi menurun, hal ini disebabkan karena padapenambahan bahan stabilisasi terjadi proses pertukaran kation, flokulasi, dan reaksi pozolanisasi, yang membentukunsur kimia baru (CSH dan CAH) sehingga membentuk material yang memiliki kekuatan yang lebih besar.Parameter kuat geser (kohesi dan sudut gesek internal) tanah yang distabilisasi dengan semen hampir sama denganparameter kuat geser tanah yang distabilisasi dengan campuran CCR-RHA. Kombinasi rasio campuran CCR-RHAyang menghasilkan parameter kekuatan geser terbesar adalah 50%CCR:50%RHA, kemudian disusul campuran30%CCR:70%RHA. Grafik selubung keruntuhan seperti dalam Gambar 3.

Gambar 3. Selubung keruntuhan dalam koordinat p-q

Hasil Pengujian Tarik Belah

Hasil pengujian tarik belah disajikan dalam Tabel 5. Rasio campuran yang menghasilkan kuat tarik belah tertinggiadalah 50%CCR:50%RHA, dengan nilai kuat tarik belah yang lebih besar dari pada kuat tarik belah tanah yangdistabilisasi dengan semen. Peningkatan kuat tarik belah tanah yang distabilisasi dengan 50%CCR:50%RHA 2 kalilebih besar daripada tanah tanpa stabilisasi dan 84% lebih besar daripada tanah yang distabilisasi dengan semen.Pada campuran 70%CCR;30%RHA kuat tarik belah tanah yang distabilisasi dengan CCR-RHA lebih rendahdaripada tanah-semen.

Tabel 5. Hasil pengujian tarik belah

Benda ujiKuat tarik belah

, (kPa)

Peningkatandibanding tanah

asli (%)

Peningkatandibanding dengan

semen (%)Tanah asli 41,21 - -

Tanah + semen 68,17 65% -Tanah +(30CCR:70RHA) 72,51 76% 6%Tanah +(50CCR:50RHA) 153,50 204% 84%Tanah +(70CCR:30RHA) 46,33 12% -32%

Dari hasil pengujian kuat geser dengan traksial UU maupun kuat tarik belah, terlihat kecenderungan yang sama,yaitu rasio CCR:RHA yang menghasilkan kekuatan maksimum diperoleh pada 50%CCR :50%RHA, kemudiancampuran 30%CCR: 70%RHA.

KESIMPULAN

a. Limbah kapur karbit (CCR) dan Abu sekam padi (RHA) dapat digunakan sebagai pengganti semen untuk bahanstabilisasi tanah, tanah yang distabilisasi dengan CCR dan RHA memiliki parameter kuat geser tanah yanghampir sama dengan tanah yang distabilisasi dengan semen,

b. Rasio CCR:RHA yang menghasilkan parameter kuat geser tertinggi dari pengujian triaksial adalah50%CCR:50%RHA, dengan nilai kohesi (c)=4,42 kg/cm2 dan sudut gesek internal =45,64o,

Page 7: KUAT GESER DAN KUAT TARIK BELAH TANAH LEMPUNG … · TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... material sementasi CCR dan RHA sangat potensial digunakan untuk pembuatan beton yang tidak

Geoteknik

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013 G - 75

c. Dari hasil pengujian tarik belah diperoleh nilai kuat tarik belah maksimum 153,50 kPa untuk rasio campuran50%CCR;50%RHA, lebih besar 2 kali lipat dibanding tanah tanpa stabilisasi, dan 84% lebih besar daripadastabilisasi tanah-semen.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian ini didanai oleh Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan RepublikIndonesia, melalui skim Penelitian Hibah Bersaing tahun 2012. Terima kasih disampaikan kepada DirektoratPenelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (Ditlitabmas) atas pendanaan penelitian ini. Ucapan terima kasih jugaditujukan kepada Dr. Agus S.M, ST.,M.Eng, atas saran dan bantuannya, asisten peneliti Nur Jihad, dan YetiAisiyati, yang telah membantu dalam pengujian di laboratorium.

DAFTAR PUSTAKA

ASTM International, 2003,Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical ConcreteSpecimens, C496-96, Pensylvania, USA.

Hardiyatmo, H.C., (2010).Stabilisasi Tanah Untuk Perkerasan Jalan. Gadjah Mada university Press, Yogyakarta.Horpibulsuk, S., Phetchuay, C., Chinkulkijniwat, A., (2012). “Soil Stabilization by Calsium Carbide Residu and Fly

Ash”. Journal of materials in Civil Engineering @ASCE, Vol.24 No.2., 184-193.Jaturapitakkul, C., Roongreung, B., (2003).” Cementing Material from Calsium Carbide Residu-Rice Husk Ash”.

Journal of materials in Civil Engineering @ASCE, Vol.15 No.5., 470-475.Kampala, A., Horpibulsuk, S., (2013).” Engineering Properties of Silty Clay Stabilized with Calcium Carbide

Residue”. Journal of materials in Civil Engineering @ASCE, Vol.25 No.5., 632-644.Makaratat, N., Jaturapitakkul, C., Laosamathikul, T., (2010).,”Effect of Calsium Carbide Residue-Fly ash Binder on

Mechanical Properties of Concrete”. Journal of materials in Civil Engineering @ASCE, Vol.22 No.11., 1164-1170.

Somna, K.,Jaturapitakkul, C., Kajivichyanukul, P., (2011)., “Microstructure of Calsium Carbide Residue-GroundFly Ash Paste”., Journal of materials in Civil Engineering @ASCE, Vol.23 No.3., 298-304.